Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Эксплуатация средств механизации

Публикация:
   Гидравлический и пневматический приводы

Читать далее:




Гидравлический и пневматический приводы

Гидравлический привод строительных машин. К основным преимуществам гидропривода относятся независимое расположение привода и возможность любого разветвления мощности, простота кинематической схемы и создание больших передаточных чисел, легкость реверсирования исполнительного механизма, высокая скорость выполнения технологических операций, возможность предохранения от перегрузок, стандартизация и унификация элементов и схем.

Рис. 1. Гидронасосы:
а — аксиально-поршневой, б — шестеренный, в — лопастный; 1 — поршень, 2— шатун, 3 — фланец, 4 — вал, 5,7 — подшипники, 6 — ось поршневого блока, 8 — цилиндрическое отверстие, 9— поршневой блок, 10— корпус, 11, 13—всасывающая и нагнетательная полости, 12—шестерни, 14 — ротор, 15 — статор, 16 — лопатка, 17—паз в роторе; Б, В — окна

Рис. 2. Гидроцилиндр:
1, 9 — задняя и передняя крышки, 2 — корпус, 3 — поршень, 4 — уплотнительное резиновое кольцо, 5 — защитное кольцо, 6 — шток, 7 — шпилька, 8 — маслопровод, 10 — клапан, 11—упор клапана, 12—вилка штока, 13—корпус клапана

Недостатки гидропривода — сравнительная сложность коммуникаций, зависимость от климатических условий, сложность ремонта в связи с высокой точностью изготовления.

В состав гидропривода входят следующие элементы.

Гидронаносы подразделяют на аксиально-поршневые, используемые в качестве силовых агрегатов объемного гидропривода и преобразуюшие механическую энергию вращения двигателя в энергию потока рабочей жидкости гидропривода; шестеренные, применяемые для питания как основных, так и вспомогательных механизмов машин, и лопастные, которые активизируют работу систем гидроуправления машин. Давление насосов соответственно до 30, 13,5 и 10 МПа, объемная подача — до 750, 500 и 150 л/мин. Эти насосы можно применять в качестве двигателей.

Гидроцилиндры диаметрами до 220 мм при длине рабочего хода штока не более 2200 мм применяют для выполнения рабочих движений исполнительных органов строительных машин.

Рис. 3. Схемы: а — гидромуфты, б — гидротрансформатора;
2 — насосное и турбинное колеса, 3 — кожух, 4 — кольцо, 5 — вал турбинного колеса (соединен с передачей), 6—вал насосного колеса (соединен с двигателем), 7 — направляющий аппарат

Гидромуфты и гидротрансформаторы соединяют двигатель с передачей: первые — без изменений силового момента, вторые — с его увеличением путем сокращения частоты вращения выходного вала.

Рис. 4. Поворотные гидродвигатели: а — однопластинчатый, б — двухпластинчатый, в — трехпластинчатый; 1 — корпус, 2 — манжета, 3 — поворотная пластина, 4 — вал гидродвигателя

Гидродвигатели служат для поворота рабочих элементов машин на угол до 180°.

Предохранительные и регулирующие устройства предохраняют гидропривод от перегрузок и управляют потоком рабочей жидкости в гидросистемах строительных машин. Эти устройства подразделяются на следующие.

Рис. 5. Предохранительные и регулирующие гидроустройства: а — предохранительный клапан, б — редукционный клапан, в — обратный клапан, г— гйдродроссель, д — регулятор скорости, е — гидрораспределитель в положениях I…IV; 1 — регулировочный болт, 2 — корпус, 3 — пружина, 4 — центрирующая шайба, 5 — шарик, 6 — втулка, 7 — шариковый клапан, 8 — золотник, 9—штуцер, 10 — седло, 11 — дроссель, 12 — рукоятка; Н — напорная линия

Предохранительные клапаны уменьшают или полностью прекращают подачу рабочей жидкости гидросистем (РЖГ) в линию нагнетания. Редукционные клапаны поддерживают в линии нагнетания постоянное давление, не зависимое от давления, развиваемого насосом. Обратные клапаны предназначены для пропуска РЖГ в трубопроводах только в одну сторону, гидродроссели — для изменения расхода РЖГ, регуляторы скорости — для изменения частоты вращения гидродвигателей.

Гидрораспределители управляют потоком РЖГ в гидросистемах машин.

Вспомогательное оборудование гидросистем подразделяют на следующие виды.

Рукава высокого давления стандартной длины до 4500 мм выдерживают напор до 30 МПа.

Гидроаккумуляторы предназначены для накопления и возврата энергии РЖГ, находящейся под давлением.

Фильтры используют для очистки РЖГ от посторонних включений. Различают проволочные, сетчатые и бумажные фильтры.

Гидробаки используют для хранения, отстаивания, очистки и охлажения РЖГ.

Гидролинии, по которым РЖГ поступает от насоса к распределительной аппаратуре и гидродвигателям, изготовляют из стальных бесшовных холоднотянутых труб.

Рис. 6. Схемы компрессоров:
а — поршневого, б — ротационного; 1 — поршень второй ступени, 2,5 — предохранительные клапаны; 3— ресивер, 4 — холодильник, 6 — фильтр, 7— поршень первой ступени, 8 — шатун, 9 — коленчатый вал, 10 — двигатель, 11, 12 — манометры, 13 — ротор, 14 — лопатка, 15 — корпус, 16, 17 — широкая и узкая полости

Рис. 7. Пневматические двигатели:
а — пневмоцилиндр, б — пневмотолкатель, в — пневмодвигатель со свободным перемещением поршня, г — поршневой двигатель, д — ротационный двигатель, е — шестеренный двигатель, ж — турбинный двигатель; 1, 5, 20 — крышки, 2 — цилиндр, 3,7 — штоки, 4, 12 — поршни, 6 — крепление, 8, 13, 19 — корпус, 9 — пружина, 10 — боек, 11 — рабочий инструмент, 14 — золотник, 15 — шатун, 16 — ротор, 17 — щель, 18, 21 — лопатки

Соединения предназначены для стыковки рукавов между собой и с элементами гидропривода.

Пневматическое оборудование средств механизации. К преимуществам пневмопривода относятся плавное движение механизмов, несложная конструкция, пожаробезопасность и отсутствие загрязнения внешней среды, к недостаткам — необходимость выполнять смазочные работы, трудность точной фиксации перемещающихся частей, более низкий по сравнению с гидроприводом КПД, меньшая по сравнению с гидроприводом мощность при Завных габаритных размерах, замерзание конденсата при отрицательной температуре, вызывающее закупорку трубопроводов.

В состав пневмопривода входят следующие элементы.

Компрессоры и компрессорные станции предназначены для нагнетания в пневмосистемы воздуха под давлением. Различают поршневые и ротационные компрессоры.

Передвижные компрессорные станции, используемые в строительстве, обеспечивают подачу до 10 м3/мин сжатого до давления 0,7 МПа воздуха. Для получения небольшого количества сжатого воздуха, например при окрасочных работах, применяют передвижные компрессорные установки с подачей до 0,5 м3/мин сжатого до давления 0,6 МПа воздуха и диафрагменные компрессоры с подачей 0,05 м3/мин сжатого до давления 0,3 МПа воздуха.

Непосредственно на строительных машинах для привода их тормозов и систем управления используют компрессоры с подачей до 0,8 м3/мин сжатого до давления 0,8 МПа воздуха.

Пневмодвигатели приводят в движение исполнительные органы машин.

Редукционные пневмоклапаны используют для снижения давления сжатого воздуха и поддержания редуцированного давления в отводимом от них потоке сжатого воздуха.

Обратные и предохранительные клапаны пропускают сжатый воздух только в одном направлении и предотвращают увеличение давления свыше нормального. Их конструкция аналогична конструкции клапанов, применяемых в гидроприводах.

Пневмораспределители направляют поток сжатого воздуха в нужную сторону.

Вспомогательное пневмооборудование включает в себя ресиверы (емкости для хранения сжатого воздуха), фильтры,пневмопроводы и гибкие пневморукава.

Преимуществами гидравлического привода являются: малый вес, приходящийся на единицу передаваемой мощности, высокий коэффициент полезного действия, широкий бесступенчатый диапазон регулирования скорости, возможность фиксирования исполнительных механизмов в любом заданном положении, простота управления и обслуживания, надежность в работе и др.

В качестве рабочей жидкости гидравлического привода обычно используются минеральные масла: индустриальные «12», «20», «45» и др., имеющие сравнительно небольшую вязкость.

В насосе, приводимом от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя, механическая энергия преобразуется в энергию потока жидкости, которая далее поступает в силовой цилиндр или гидромотор, где происходит преобразование энергии потока жидкости в механическую энергию.

Принципиальная схема гидравлического привода изображена на рис. 8.

Рабочая жидкость из бака поступает в насос, который приводите от двигателя. От насоса жидкость поступает к распределителю. В зависимости от его положения возможны три режима работы исполнительного механизма — гидроцилиндра 6: 1 — выдвижение штока цилиндра, II — обратное движение, III — фиксированное положение. Для предохранения системы от чрезмерных нагрузок служит клапан.

Рис. 8. Принципиальная схема гидравлического привода

Бесступенчатое изменение скорости исполнительного механизма производится объемным и дроссельным регулированием. При объемном регулировании применяется насос переменной производительности, при плавном изменении которой происходит плавное изменение скорости вращения вала гидромотора или движения штока гидроцилиндра. Такой способ регулирования обеспечивает наивысший коэффициент полезного действия в широком диапазоне регулирования. При дроссельном регулировании жидкость, подаваемая насосом, разделяется на два потока: первый поступает в гидромотор (гидроцилиндр), второй возвращается в бак. Этот способ регулирования неэкономичен, так как насос постоянно работает при полной нагрузке; применяется он лишь в гидроприводах малой мощности.

Основным элементом гидропривода является насос, который может быть шестеренный, лопастной, аксиальног. или ра-диально-плунжерный. Наиболее распространены шестеренные насосы, простые по конструкции, надежные в работе и пригодные для использования в режиме гидромотора. Они выпускаются постоянной производительности до 400 л/мин и давлением жидкости до 150 кГ/см2. Насос состоит из корпуса, в котором имеются всасывающее и нагнетательное отверстия, ведущая и ведомое шестерни. При вращении шестерен рабочая жидкость заполняет пространство между зубьями в зоне всасывания и переносится в зону нагнетания.

Рис. 9. Схемы гидравлических насосов
а — шестеренного; б — лопастного; в — радиально-плунжерного; г — аксиально-плунжерного

Ротор лопастного насоса, заключенный в корпусе, несет подвижные лопасти в своих радиальных пазах. Вал ротора расположен эксцентрично по отношению к корпусу. При удалении лопастей от точки с минимальным расстоянием между ротором и корпусом увеличивается объем полости, которая заполняется рабочей жидкостью, поступающей через окно, сообщающееся со всасывающим патрубком насоса. Когда лопасти проходят точку с максимальным расстоянием между ротором и корпусом, пространство между лопастями начинает сокращаться и рабочая жидкость вытесняется в полость нагнетания и через окно Б в нагнетательный патрубок насоса. Производительность насоса регулируют путем изменения эксцентрицитета. Постоянное прижатие лопастей к внутренней поверхности статора обеспечивается давлением жидкости, подводимой от полости нагнетания в кольцевой канал В, а также центробежной силой.

Максимальное давление лопастных насосов 140 кГ/см2, производительность до 200 л/мин.

Для перекачивания рабочей жидкости повышенного давления служат плунжерные насосы.

Радиально-плунжерный насос переменной производительности состоит из ротора с цилиндрическими отверстями, в которых плунжеры совершают возвратно-поступательные движения. Внутри ротора имеется распределитель жидкости с напорным отверстием А и всасывающим отверстием Б. Ротор устанавливается в статоре с некоторым эксцентрицитетом; за один оборот ротора насоса каждый плунжер совершит два хода: первый от центра всасывания через отверстие Б распределителя и далее при вращении к центру нагнетания через отверстие А распределителя. Пульсация потока зависит от количества плунжеров в ряду; чем их больше тем равномернее работает насос. Обычно в роторе устанавливается или плунжеров.

Аксиально-плунжерные насосы выпускаются постоянной и переменной производительности на давление рабочей жидкости до 350 кГ/см2\ производительность их достигает 1000 л/мин. Приводной вал насоса с приваренным к нему диском расположен под углом к цилиндровому блоку. Шарниры укреплены на диске. При вращении диск увлекает за собой через плунжеры цилиндровый блок, а плунжеры совершают при этом возвратно-поступательное движение, засасывая рабочую жидкость из канала и нагнетая ее в другой канал, находящийся в распределительном диске.

Простейшим гидродвигателем поступательного прямолинейного движения является силовой цилиндр (гидроцилиндр) одностороннего или двустороннего действия. В цилиндре одностороннего действия выдвижение штока происходит под действием давления жидкости, а обратное его движение — под действием веса исполнительного механизма, с которым соединен цилиндр. В цилиндре двустороннего действия движение штока в обоих направлениях происходит под давлением рабочей жидкости.

Гидродвигатели вращательного движения (гидромоторы) делятся на низко- и высокомоментные.

Низкомоментные гидр о моторы характеризуются МкР < 100 кГм и га>100 об/мин и поэтому в строительных машинах, требующих высоких крутящих моментов при сравнительно небольших скоростях движения, применяются в комплексе с редукторами. В качестве низкомоментных гидромоторов обычно используются нерегулируемые насосы постоянной производительности.

Высокомоментные гидромоторы (Мкр > 100 кГм и п <100 об/мин) встраиваются в рабочие органы машин без вспомогательных редукторов. Привод с такими гидромоторами имеет меньшие габаритные размеры, вес и инерционность вращающихся частей, большие общий к. п. д. и надежность в работе. Наиболее распространены радиально-плунжерные высокомоментные гидромоторы. Такой насос подает рабочую жидкость в распределитель, откуда она направляется в цилиндры гидромотора под плунжеры; последние передают усилие на шатуны, далее— на игольчатые подшипники и профильную направляющую корпуса, где происходит разложение усилия на составляющие. Тангенциальные составляющие усилия заставляют ротор гидромотора вращаться. В каждый данный момент из девяти плунжеров ряда в работе находятся (под давлением 4 или 5, а остальные вытесняют жидкость в сливную магистраль при своем движении к центру.

Направление вращения гидромотора определяется направлением потока подводимои рабочей жидкости. В объемном гидроприводе широко применяются распределительные устройства, назначение которых — направлять поток жидкости от насоса к рабочим полостям силовых агрегатов и отводить ее из нерабочих полостей в бак. Часто в распределительные устройства встраиваются предохранительные и регулирующие клапаны, которые предохраняют систему от перегрузок и ограничивают доступ жидкости к тому или иному агрегату. Различают крановые, золотниковые и клапанные распределительные устройства.

Наиболее распространены распределители золотникового типа, в которых жидкость от насоса подводится к каналу, откуда в зависимости от положения плунжера поступает в правую или левую полость гидроцилиндра. Одновременно нерабочая полость гидроцилиндра соединяется с каналом, ведущим в бак. Кольцевые выступы предназначены для разгрузки плунжера от давления в сливной магистрали системы. Четырехходовой трехпозиционный золотник осуществляет подачу жидкости под давлением в одну полость гидроцилиндра 6 и одновременно отводит ее из противоположной полости (крайнее левое положение плунжера). При смещении плунжера в крайнее правое положение произойдет реверс — изменение направления движения штока гидроцилиндра. Среднее положение либо отсекает поток (заперто), либо соединяет напорную магистраль со сливной.

Рис. 10. Радиально-плунжерный вы-сокомоментный гидромотор

Предохранительные клапаны служат для ограничения давления в системе. Они изготовляются шариковыми и конусными. Принцип действия клапана основан на уравновешивании давления жидкости, действующего на клапан, и усилия его пружины. Когда давление жидкости преодолевает усилие предварительной затяжки пружины, клапан смещается со своего седла и открывает для жидкости проход в бак. Регулировка клапана на требуемое давление жидкости сводится к затяжке его пружины.

Дроссельные устройства применяются для изменения подачи жидкости к гидравлическому двигателю с целью регулирования скорости ее движения. Весьма распространены щелевые дроссели, у которых при повороте полой пробки, имеющей прямоугольную прорезь, изменяется площадь проходного сечения, а следовательно, и расход жидкости. Недостатком дроссельного регулирования является зависимость расхода от температуры рабочей жидкости. Более совершенными являются регуляторы скорости, состоящие из дросселя и переливного клапана и обеспечивающие стабильную скорость исполнительного органа.

Рис. 11. Четырехходовой трехпозиционный золотниковый распределитель
а — выдвижение штока; б — возврат; в — «заперто»

Аккумуляторы служат для накопления энергии в периоды, когда потребители ее не работают или потребляют энергию в меньшем количестве, чем передает в систему насос. Применение аккумуляторов позволяет использовать насосы меньшей мощности, а также обеспечивать энергией системы с эпизодическим действием потребителей в случаях перерывов в работе насосов. Наиболее распространены пружинные и газовые аккумуляторы.

Пневматический привод в качестве силового оборудования применяется сравнительно редко (пневматический инструмент, пневмоцилиндры механизма наклона бетоносмесителя и др.). Его оборудование (рабочие цилиндры, трубопровод и распределители) работает на сжатом воздухе (от 3,5 до 7 ат), который подается компрессором. Достоинства пневматического привода: мягкая работа оборудования, сравнительно простая схема устройства и безотказность работы. Недостатком его является небольшой к. п. д. в связи с падением давления и утечкой сжатого воздуха.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Эксплуатация средств механизации

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 



Остались вопросы по теме:
"Гидравлический и пневматический приводы"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства